Die produzierenden Unternehmen stehen heute vor einer Vielzahl globaler Herausforderungen, die sie zu einem grundlegenden Wandel zwingen. Der Klimawandel, die zunehmende Verknappung natürlicher Ressourcen und Engpässe in Lieferketten sind nur einige der drängenden Probleme, denen sich die Industrie stellen muss. Gleichzeitig wächst das gesellschaftliche Interesse an nachhaltigen und umweltfreundlichen Lösungen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden neue Technologien und Ansätze wie die Industrie 4.0, die digitale Transformation und die biologische Transformation erforscht.
Die biologische Transformation ist ein vielversprechender Ansatz, um Produktionsprozesse nachhaltiger zu gestalten. Hierbei geht es darum, biologische Prinzipien in die industrielle Produktion zu integrieren und diese so zu verbessern. Neue Forschungsansätze in diesem Bereich konzentrieren sich auf bio-inspirierte, bio-integrierte und bio-intelligente Produkt- und Produktionssysteme, die sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile bieten sollen.
Technologie als Schlüssel zur biologischen Transformation
Für Unternehmen, die in diese neuen Technologien investieren, ist es entscheidend, den Mehrwert nicht nur aus einer rein wirtschaftlichen, sondern auch aus ökologischer Sicht zu betrachten. Dabei spielt die technologische Reife der eingesetzten Lösungen eine entscheidende Rolle. Denn nur Technologien, die ausgereift und auf die Bedürfnisse der Industrie abgestimmt sind, können erfolgreich implementiert werden.
Um die Einführung neuer Technologien zu unterstützen, wurde ein sogenannter „Technologie-Radar“ entwickelt. Dieses Tool soll Unternehmen dabei helfen, technologische Lösungen auf ihre Eignung für die industrielle Anwendung zu bewerten. Der Radar wurde unter Beteiligung von 13 Industrie- und Forschungspartnern entwickelt und stellt einen strukturierten Bewertungsansatz bereit.
Der Technologie-Radar als Bewertungsinstrument
Der Technologie-Radar basiert auf einem systematischen Ansatz zur Bewertung neuer Technologien. Dabei werden vier wesentliche Merkmale berücksichtigt:
- Wirkungsweise: Hier wird zwischen Bio-Inspiration, Bio-Integration und Bio-Interaktion unterschieden.
- Transformative Wirkung: Wie stark verändert die Technologie bestehende Produktionsprozesse oder -systeme? Technologien mit hohem transformativen Potenzial haben oft weitreichende Auswirkungen auf die gesamte Wertschöpfungskette. Unterschieden wird zwischen Enabling technology, Technology to transform und Transforming technology.
- Technologische Reife (TRL): Wie weit ist die Technologie bereits entwickelt? Ist sie bereit für die Markteinführung oder befindet sie sich noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase?
- Nachhaltigkeitsreife (SRL): Wie gut trägt die Technologie zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen bei?
Praxisbeispiele für den Technologie-Radar
Der Technologie-Radar wurde anhand von drei Beispieltechnologien im Projekt getestet:
- Digitaler Zwilling mit integrierter Lebenszyklusbewertung
- Überwachung des Zustandsbewusstseins für vernetzte Produktionssysteme
- Biobasierter 3D-Druck
Fazit
Die biologische Transformation bietet ein enormes Potenzial, um die produzierende Industrie nachhaltiger zu gestalten. Technologien, die auf Bio-Inspiration, -Integration und -Intelligenz basieren, eröffnen neue Wege zur Lösung globaler Herausforderungen. Der im Rahmen von BioFusion 4.0 entwickelte Technologie-Radar hilft Unternehmen dabei, geeignete Technologien zu identifizieren und erfolgreich in ihre Geschäftsstrategien zu integrieren. Dies ist ein wichtiger Schritt, um ökonomische und ökologische Ziele in Einklang zu bringen und die Zukunft der Produktion nachhaltig zu gestalten.
Die Ergebnisse sowie Praxisbeispiele des Technologieradars wurden in einem Paper zusammengefasst:
Technology radar for a sustainable biological transformation in the manufacturing industry
2023
Mügge, J., Berkhan, M., Knauf, T., Stark, R., Faßbender, L., Lange, A., Riedelsheimer, T., Lindow, K.
in Kohl, H., Seliger, G. und Dietrich, F. (Hg.), Manufacturing Driving Circular Economy, Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer International Publishing, Cham.